Концепція диспетчеризації будівель

Існує два принципових підходи до автоматизації та диспетчеризації будівель :

    • від низу до верху, який має на увазі об'єднання окремих елементів локальної автоматики в систему;
    • зверху вниз, який передбачає застосування єдиної, заздалегідь обраної, апаратно-програмної платформи для автоматизації та подальшої диспетчеризації будівлі.

Обидва підходи мають специфічні переваги, недоліки і свою область застосування. Крім того, реалізувати кожен з них в чистому вигляді на конкретному об'єкті вдається рідко.

Перший підхід полягає в максимальному використанні готових елементів автоматики. Виробники інженерного обладнання, такого як підвищувальні насосні станції, припливні вентиляційні системи, пропонують поставку свого обладнання разом з комплектними системами управління. Комплектні системи доповнюються нестандартними елементами і об'єднуються разом з ними (інтегруються) в єдину систему.

Цей підхід закріплений в російських нормах (СНиП на диспетчеризацію) і до певної насиченості технічними системами є оптимальним. Диспетчеризація полягає в прийомі і передачі дискретних сигналів, щити диспетчеризації виконуються на релейного базі, структура такої системи наведена на рис. 1.

Клацніть на малюнку для збільшення
Клацніть на малюнку для збільшення

Переваги такого рішення:

    • низька ціна проекту;
    • простота і наочність схем,

монтаж і налагодження такої системи здатний виконати грамотний електрик.

недоліки:

    • великий обсяг прокладки контрольних кабелів;
    • відсутність попереджувальної сигналізації, сигнал про несправності говорить про те, що робота будь-якої системи вже припинилася;
    • вкрай утруднене розширення;
    • низька надійність;
    • повна відсутність самодіагностики системи;
    • як наслідок двох останніх чинників - для підтримки системи в працездатному стані потрібно кваліфіковане обслуговування з постійним проведенням великого обсягу діагностичних та налагоджувальних робіт.

Максимальна конфігурація інженерного обладнання типового будівлі, яке доцільно діспетчерізовать подібним чином, як правило виглядає так:

    • припливні або припливно-витяжні вентсистеми (до 5 од.);
    • витяжні вентсистеми (до 8 од.);
    • системи димовидалення (до 3 од.);
    • системи підпору повітря в протипожежні тамбур і ліфти (як правило одна);
    • огнезадерживающие клапани (може бути значна кількість, до 70 од.);
    • протидимні клапани (до 3 од.);
    • протипожежна підвищувальна насосна станція або обвідна засувка водомірного вузла;
    • підвищувальна насосна станція господарсько-питного водопостачання.

При більшій кількості інженерного обладнання, подібні рішення стають технічно безглузді, оскільки надійність системи диспетчеризації падає настільки, що видається їй інформація втрачає достовірність, іноді частота відмов системи диспетчеризації може перевищити частоту відмов в самих інженерних системах. Економічно це також недоцільно, оскільки навіть без урахування експлуатаційних витрат, вартість нестандартизованих щитів і величезної кількості кабелю переважує витрати на створення систем диспетчеризації за принципом «зверху вниз».

Другий підхід полягає у відмові від автоматики, що поставляється виробниками інженерного устаткування, на користь створення системи автоматики будівлі, побудованої на комплектуючих одного з відомих виробників систем автоматики. На ринку є достатня кількість рішень, що пропонують комплексні системи автоматизації та диспетчеризації будівель. Всі вони складаються з:

    • спеціалізованої СКАДА-системи;
    • мережі передачі даних;
    • контролерів нижнього рівня;
    • датчиків і виконавчих механізмів.

Клацніть на малюнку для збільшення
Клацніть на малюнку для збільшення

Дана система, встановлена в будівлі, охоплює всі інженерні системи. Структура такої системи автоматизації та диспетчеризації будівлі наведена на рис. 2 і складається з щитів з потужними діспетчерізуемимі контролерами, що встановлюються в технічних приміщеннях - венткамерах, приміщеннях насосних, теплових вузлах, які обслуговують все знаходиться в них інженерне обладнання. Контролери даних щитів отримують інформацію безпосередньо від датчиків і управляють механізмами інженерних систем. Всі контролери безпосередньо пов'язані з робочою станцією диспетчера по єдиному інтерфейсу. Структура такої системи диспетчеризації виходить найбільш простий з можливих. Виняток становлять насосні станції, котли, холодильні машини (чиллери) і деякі інші спеціалізовані агрегати, що мають вбудовану автоматику, що забезпечує складні алгоритми управління або функції безпеки. Виробники такого обладнання як правило розробляють свої унікальні інтерфейси, і тому кожен виробник автоматики має цілу «колекцію» спеціальних інтерфейсних карт для підключення до своєї системи диспетчеризації.

Переваги рішення зверху вниз:

    • мінімальний час створення системи диспетчеризації - створення мережі, відображення інформації на диспетчерському комп'ютері, ведення протоколів подій виконується настроюванням СКАДА-системи;
    • висока достовірність доставляється диспетчеру інформації, вся інформація, якою володіють локальні контролери автоматично видна для робочої станції;
    • автоматичне протоколювання, ведення трендів і архівів як роботи інженерних систем, так і дій операторів;
    • функції обліку вироблення ресурсу і планування технічного обслуговування;
    • мінімальні витрати на мережу диспетчеризації - це просто один кабель, послідовно або по кільцю обходить контролери;
    • практично необмежена наращиваемость кількості контролерів в мережі і як правило висока розширюваність самих контролерів, достатня для великих будівель дальність прокладки мережі і висока швидкість передачі інформації;
    • вбудовані функції самодіагностики, самоконфігураціі мережі, висока захищеність від перешкод, збереження працездатності мережі при відмовах окремих контролерів, як правило можливість «гарячого» підключення контролерів в мережу;
    • продовження роботи контролерів при обриві мережі;
    • можливий відхід від створення систем автоматизації по окремим інженерним системам до територіального принципу, наприклад, до поверховій автоматизації на баштових будівлях, коли один контролер управляє елементами всіх інженерних систем розташованих на поверсі;
    • спрощення технічного обслуговування і експлуатації системи автоматизації та диспетчеризації, адже система створена на обладнанні одного виробника має мінімальну номенклатуру комплектуючих;
    • можливість передачі системи на обслуговування в мережу фірмових сервісних інженерних центрів.

недоліки:

    • додатковий час і витрати на розробку проекту автоматизації (зате система диспетчеризації виявляється практично безкоштовним додатком);
    • триваліший період від початку монтажу інженерної системи до запуску її в роботу, оскільки задіюються не одна а дві компанії;
    • при виробництві монтажних робіт потрібно більш високий рівень технічного нагляду та організація взаємодії між підрядниками.

При диспетчеризації найбільших будівель ніякі інші рішення не можуть зрівнятися по простоті, надійності і, в результаті, економічної ефективності диспетчеризації інженерних систем.